無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2020年5月19日訊 通過對聚氨酯磁漆在不銹鋼面上附著力不良進(jìn)行原因分析，并通過提高涂膜的濕潤效果，降低涂膜的表面張力、提高顏料的用量，降低涂膜的內(nèi)聚力，提高附著力促進(jìn)劑的量，降低低分子(增塑劑)物質(zhì)的量，降低涂料的熱膨脹系數(shù)等多種有效手段，改善聚氨酯涂膜在不銹鋼面上的附著力。
前 言
聚氨酯磁漆由短油醇酸樹脂制備的基料、助劑、顏料、有機(jī)溶劑等組成甲組分，乙組分為含甲苯二異氰酸酯的預(yù)聚物為固化劑，使用時(shí)按比例調(diào)制而成。聚氨酯磁漆硬度高、光澤好、干燥快、附著力好，具有保護(hù)功能好、裝飾性好、豐滿度好、有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性、耐酸、堿、鹽液等特性。
針對聚氨酯磁漆在不銹鋼基材上附著力不佳的問題，本實(shí)驗(yàn)對聚氨酯磁漆進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品有更大使用范圍。
影響涂膜附著力的因素：
涂膜的附著機(jī)理有兩種：機(jī)械附著和化學(xué)附著。機(jī)械附著力取決于基體的粗糙度和基體的材質(zhì)， 粗糙度過小附著力差，粗糙度過大涂膜容易開裂，并且容易包裹氣體，后期有可能造成涂膜起泡等弊病。基體的材質(zhì)不同造成表面張力的大小不同，從而造成涂膜附著力的不同。
化學(xué)附著力指涂膜和基體之間的分界面涂膜和基材分子的相互吸引力，聚氨酯磁漆是含有2種或2種以上的官能團(tuán)相互反應(yīng)成膜。影響涂膜附著力的因素見圖1。
考查附著力時(shí)潤濕性是必須的標(biāo)準(zhǔn)，只有當(dāng)?shù)撞暮屯苛线_(dá)到有效潤濕時(shí)才起作用。表面的潤濕可從熱力學(xué)角度描述，涂料在液態(tài)時(shí)的表面張力以及底材和固態(tài)涂膜的表面能是影響界面連接強(qiáng)度和附著力形成的重要參數(shù)。一般認(rèn)為，涂膜的附著性取決于成膜物質(zhì)中聚合物的極性基團(tuán)，如與基材表面的極性基團(tuán)之間的相互結(jié)合。為了結(jié)合得好，就必須要求聚合物具有一定的流動(dòng)性，讓聚合物分子更好地濕潤基材表面，使聚合物的極性基團(tuán)接近被涂表面的極性基團(tuán)，當(dāng)兩者分子之間的距離變得非常小時(shí)(達(dá)到0.1 nm以內(nèi))，極性基團(tuán)之間由于范德華力或氫鍵的作用產(chǎn)生附著平衡。降低膜的厚度，縮小內(nèi)聚力，提高涂膜對物體的黏附強(qiáng)度。但是涂膜太薄容易導(dǎo)致涂料無法成膜或者無法起到保護(hù)作用。加入適量顏料，降低內(nèi)聚力，提高涂膜對物體的黏附強(qiáng)度，所以色漆比清漆附著力好。1.2 熱膨脹系數(shù)影響因?yàn)榕蛎浵禂?shù)的不同，任何物質(zhì)溫度不同，它們收縮和膨脹的程度都不一樣，所以當(dāng)涂料被涂在物體表面時(shí)，受熱脹冷縮的影響，涂料和基材的收縮或膨脹不同。因此，涂料在熱脹冷縮的過程中變化越小，涂膜的附著力越好。例如，環(huán)氧樹脂的熱膨脹系數(shù)較小，所以環(huán)氧樹脂附著力好。1.3 基體的影響基材表面噴砂和砂紙打磨或經(jīng)化學(xué)處理都能增加涂膜的附著力，這是由于表面變得粗糙不平，使有效的附著力面積增大。除掉表面的污物，獲得極性表面。因此表面處理得越徹底，附著力越好。但是，被處理過的表面必須即時(shí)應(yīng)用，不宜放置過久，否則影響涂膜的附著力。基材的材質(zhì)對附著力也有影響。2.1 潤濕分散劑對附著力的影響涂膜的附著力產(chǎn)生于涂料與被涂基材表面極性基團(tuán)之間的相互引力，而這種極性基團(tuán)之間的相互引力的產(chǎn)生是以涂料對被涂基材表面的良好濕潤為條件的。由于涂料對被涂基材表面的濕潤狀況取決于涂料的表面張力，因此加入濕潤分散劑BYK-P104S來降低涂料的表面張力，才能提高濕潤效率，增強(qiáng)涂膜對基材表面的附著力。分散劑能夠降低液/固之間的界面張力，提高顏料在樹脂中的分散效率，良好的分散性可以使得涂膜表面更加平整。2.2 樹脂加入量對附著力的影響同類物質(zhì)分子之間的內(nèi)聚所引起的力，稱為內(nèi)聚力。涂層內(nèi)聚力越大，流平性和濕潤性差，導(dǎo)致附著力越差。涂料在干燥固化成膜過程中，隨著溶劑的揮發(fā)、交聯(lián)反應(yīng)的程度增大，成膜物質(zhì)分子之間的內(nèi)聚力慢慢增加，涂膜產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，最終導(dǎo)致涂膜附著力的降低。因此，我們通過DYS-637樹脂加入量的不同來改變涂膜內(nèi)聚力的方法來達(dá)到提高附著力的目的，常用的辦法有：往涂料中適當(dāng)增加顏料用量，降低涂膜內(nèi)聚力，改善涂膜在底材上的附著性（聚合物成膜有一定的收縮），在聚氨酯磁漆配方設(shè)計(jì)中，降低樹脂量，提高顏料質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可提高涂膜的附著力。涂料中的樹脂和助劑有低分子量的物質(zhì)(如硬脂酸鹽、增塑劑等)存在時(shí)，它們會(huì)在涂層和被涂物之間產(chǎn)生弱的界面層，影響涂料對基材的潤濕性，降低附著力。選擇適合聚氨酯樹脂的附著力促進(jìn)劑，以增進(jìn)涂料對底材的附著能力。2.4 涂料的熱膨脹系數(shù)對附著力的影響涂膜與基材熱膨脹系數(shù)的差異，也影響著涂膜的附著性能，隨著溫度條件的變化，一切材料均會(huì)發(fā)生不同程度的體積收縮和膨脹。當(dāng)涂料涂布于基材表面時(shí)，由于熱脹冷縮的影響，涂料與被涂表面之間的黏結(jié)點(diǎn)將遭到不同程度的破壞。一般而言，涂膜的熱膨脹系數(shù)要明顯大于基材的熱膨脹系數(shù)，所以在溫度變動(dòng)時(shí)，涂膜的膨脹或收縮程度都比板材大，從而引起涂膜的相應(yīng)變形，產(chǎn)生皺紋、龜紋等，降低了涂膜的附著力。涂料的熱膨脹系數(shù)越小，涂膜的附著力越好，在配方中添加無機(jī)填料，降低涂料的熱膨脹系數(shù)。2.5 基材表面處理及粗糙度對附著力的影響基材表面處理及表面粗糙度的影響：基體表面經(jīng)過拋丸、噴砂、打磨等方式處理，以得到符合特定要求的表面粗糙度，增加有效附著面積，提高附著力。基材表面黏附水、灰塵、酸、堿等雜質(zhì)時(shí)，會(huì)引起涂膜與基材間弱界面層的出現(xiàn)，妨礙涂料對基材的潤濕作用，減少極性點(diǎn)，導(dǎo)致涂膜附著力的下降。不銹鋼具有獨(dú)特的強(qiáng)度、較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能及不易生銹等優(yōu)良特性。在不銹鋼表面處理時(shí)，處理方法的選擇以及對基材的表面粗糙度的改善程度，都會(huì)影響涂料層間附著力。基材表面不處理或者處理不干凈對涂膜附著力影響較大。2.6 施工工藝對附著力的影響施工工藝的影響：涂膜在烘干爐中因爐溫過高或者停留時(shí)間過長，輕則導(dǎo)致涂膜變色，重則導(dǎo)致涂膜變脆，附著力較差。合理的施工工藝和規(guī)范的操作順序?qū)ν磕さ男阅苡绊戄^大，所以，必須合理規(guī)范操作。通過上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到以下結(jié)論：(1)在聚氨酯磁漆配方設(shè)計(jì)中添加潤濕分散劑，可提高涂膜附著力。(2)在聚氨酯磁漆配方設(shè)計(jì)中降低樹脂量、提高顏料質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可提高涂膜附著力。(3)在聚氨酯磁漆配方中添加無機(jī)填料，人工老化性能無影響，可提高涂膜附著力。(4)在聚氨酯磁漆中加入蓖麻油增強(qiáng)了配套涂層間的附著力。
